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현실과 가상의 닮은 꼴 ‘디지털 트윈’
2018-09-20 07:48:12
이한재
▲디지털 트윈은 물리적인 상태의 실제 사물을 센서로 감지해 데이터 형태로 디지털 가상공간에 구현한다(출처-픽사베이)

[에이아이타임스=이한재 기자] 현실세계의 사물을 가상세계에 구현하는 ‘디지털 트윈’이 첨단 기술에 힘입어 다양한 영역으로 확장되고 있어 많은 기대를 받고 있다. 앞서 디지털 트윈은 파이프, 터빈, 엔진 등 복잡한 장비·생산 라인과 같은 분야에 많이 사용됐다. 

최근에는 사물인터넷(IoT)과 빅데이터, 머신러닝, 인공지능(AI), 음성 비서 등과 같은 ICT 기술이 결합하기 시작해 눈부신 발전을 보이고 있다. 

시장조사업체 HNY리서치에 따르면, 디지털 트윈 시장은 작년 23억 6,000만달러 규모에서 2023년 154억 2,000만 달러에 도달할 것이라고 관측했다. 연평균 36.69% 성장하는 수치다. 업계 전문가들은 IoT를 활용하는 기업 48%가 이미 디지털 트윈을 사용하고 있거나 내년 중 도입할 것을 전망했다.   

디지털 트윈을 통한 솔루션

디지털 트윈은 물리적인 상태의 실제 사물을 센서로 감지해 데이터 형태로 디지털 가상공간에 구현한다. 대규모 설비와 동일한 환경을 소프트웨어로 복제한 시뮬레이션 모델로 현실과 가상의 쌍둥이를 만드는 것. 엔지니어는 물리 환경에서 수집·분석한 데이터를 생성된 가상 환경에 적용해 향후 개선 방안을 확인하는 등 실험할 수 있다. 

디지털 트윈 개념을 처음 개발한 GE는 예측, 동적 최적화, 조기 경고 등 3가지 장점을 꼽았다. 먼저 문제가 발생할 수 있는 곳에 포인트를 생성, 실시간 데이터 수집을 한다. 이 데이터 수집은 다양한 요소를 바꿔가며 적용하며 설비 수명 중기가 끝날 때까지 지속한다. 더불어 검사 중 발견된 오차나 설비 노화 확률, 향후 사고 등을 예측하며 솔루션을 제시한다. 

이와 함께 데이터가 축적되면 시뮬레이션의 정확도가 향상된다. 최근 증강현실 형태나 데이터를 그래프나 수치로 시각화하는 방안도 마련됐다. 

전문가들은 “디지털 트윈 플랫폼 적용 시 생산·제조 라인은 효율성은 물론 안전성도 확보 할 수 있다”며 “많은 글로벌 기업들이 저성장 시대를 맞아 첨단 기술을 결합해 예측 역량을 개선하고 생산성 확대 방안을 마련하고 있다”고 전했다. 

디지털 쌍둥이 손잡고 스마트 시티로 한 걸음

세종시는 한국전자통신연구원(ETRI)와 손잡고 2022년까지 총 190억원을 들여 트윈플랫폼 개발해 스마트시티 프로젝트를 진행한다. 도시행정 데이터, 표준화 연계, 대규모 에이전트 기반 모델링, 클라우드 기반 고속 델타 시뮬레이션, 시뮬레이션 기반 인공지능 정책 조합, 시뮬레이션 결과 시각화 인터페이스 등 핵심 시스템 구축할 예정이다. 

디지털 트윈 플랫폼을 실제로 적용한 도시는 싱가폴을 꼽을 수 있다. 교통 데이터를 수집해 교통체계를 효율적으로 운영하고 있다. 국내에서는 세종시가 지난 4월부터 '스마트시티 디지털트윈 공동연구'를 하고 있다. 

국토연구원은 ‘4차산업혁명을 견인하는 디지털 트윈 공간(DTS) 구축 전략’ 보고서를 통해 DTS를 물리적 환경을 가상환경으로 구현하는 가장 효과적인 수단이자 현실세계와 가상세계를 연결하는 플랫폼으로 정의했다.

그는 “DTS를 인구감소와 기후변화, 재난재해 등 도시가 안고 있는 다양하고 복잡한 문제에 효과적으로 대응할 수 있는 스마트시티 추진사업의 플랫폼으로 활용해야 한다”고 밝혔다.